IMPRESORAS 3D: INTRODUCCIÓN
Muebles e impresoras 3D, un tema de creciente interés. El sector del mueble y la decoración es uno de los caballos de batalla del Made in Italy, sobre todo por el valor en términos de diseño y estilo que las empresas italianas aportan cada año al mercado.
Además del momento de importancia internacional, el Salón del Mueble de Milán, en torno al cual gravitan los principales actores del sector, hay muchas actividades y eventos en torno a los cuales se construyen las ventajas y el potencial de un sector importante para la economía de muchos distritos.
Existe una gran curiosidad en el sector por el uso conjunto de los conocimientos técnicos del mueble y la impresión 3D. De hecho, las nuevas tecnologías de fabricación aditiva ofrecen nuevas posibilidades a los diseñadores y fabricantes de muebles, mobiliario y accesorios.
Recientemente, la joven diseñadora holandesa Lilian van Daal presentó el desarrollo de un nuevo sillón que abarca la investigación, la innovación y las nuevas tecnologías de producción de impresión en 3D.
Además, el diseñador ha creado un nuevo sillón basado en las formas que se encuentran en la naturaleza, recordando el tejido de las telas vegetales, lo que confiere al nuevo asiento resistencia y comodidad.
El proyecto nos permite abordar un ámbito que en CasaOmnia conocemos bien: el de la creación de prototipos para mobiliario y diseño de interiores. De hecho, la creación de un nuevo objeto de mobiliario implica muchas etapas de desarrollo, que pueden apoyarse en las distintas técnicas de impresión 3D disponibles.
De hecho, un prototipo inicial de evaluación de forma y montaje puede fabricarse con algunas de las tecnologías de producción de la impresión 3D, mientras que un prototipo funcional requerirá el uso de materiales de alto rendimiento que puedan soportar las pruebas de asiento.
IMPRESORAS 3D: ¿QUÉ SON?
La respuesta más banal a la pregunta de qué son las impresoras 3D está en la consideración de que«la impresión 3D es la evolución natural de la impresión 2D tradicional«. De hecho, son dispositivos capaces de producir cualquier modelo tridimensional mediante un proceso de fabricación aditiva, es decir, partiendo de un objeto diseñado mediante software y replicándolo en el mundo real con ayuda de materiales especiales.
El procedimiento suele consistir en colocar una capa sobre otra, procediendo por cortes transversales. Si la descripción es difícil de entender, piense en cuando quiera construir algo con ladrillos LEGO: primero se colocan las piezas que forman la base y luego se procede hacia arriba encajándolas para obtener el perfil deseado.
Con el tiempo, las técnicas se perfeccionaron, dando lugar al nacimiento de la edición moderna. Una auténtica revolución, que pasó de las máquinas de escribir y las máquinas de vapor a los cartuchos de inyección de tinta y los dispositivos láser.
La siguiente metamorfosis de la industria, en realidad ya en marcha, es la llegada de las impresoras 3D actuales. De hecho, su tarea ya no consiste en imprimir una imagen o un texto en un material plano, sino en dar vida a cualquier objeto en tres dimensiones. No se crea superficie, sino volumen: y ahí radica la revolución.
¿CÓMO FUNCIONAN?
Existen diferentes tipos de impresoras 3D. Las más populares basan su funcionamiento en el proceso de fabricación aditiva. Es decir, crear el objeto capa a capa, empezando por las de abajo y superponiéndolas gradualmente hasta cubrir toda la altura. En este caso, el proceso puede llevarse a cabo mediante sinterización selectiva por láser, es decir, calentando materiales especiales. Normalmente se utilizan polvos metálicos o sustancias termoplásticas que se colocan en la posición correcta.
Con el modelado por fusión se consigue el mismo resultado, pero utilizando una boquilla calentada que eleva la temperatura del material antes de depositarlo. En este caso, se utilizan filamentos, plásticos o metálicos, enrollados en una especie de madeja que se desenrolla progresivamente durante la impresión.
En el sector industrial también se utiliza la técnica de producción de objetos por laminación, en la que cada capa se graba con láser antes de colocarla sobre la de abajo.
Se trata de los métodos más utilizados en el campo de las impresoras 3D, sujetos a evolución continua desde los años ochenta. Recientemente, la miniaturización de componentes y la necesidad de mantener los costes bajos para facilitar su distribución, han impulsado una simplificación de todo el proceso.
En los últimos años, las cosas han cambiado un poco. De hecho, la impresión 3D ya no es exclusiva de las grandes empresas, sino que también ha llegado al ámbito doméstico. Para hacerse una idea de la tendencia, The Pirate Bay tiene una sección dedicada al intercambio de archivos.
También la medicina contempla estas tecnologías con creciente interés: ya se ha hablado varias veces de la posibilidad de imprimir prótesis o incluso órganos enteros, y ya se está investigando la reproducción de tejidos y vasos sanguíneos para implantarlos en pacientes en los que fallan las técnicas tradicionales.
COSTE
El coste de la maquinaria inicial era prohibitivo incluso para las grandes empresas. Ahora las cosas han cambiado definitivamente y para aquellos que quieran comprar una impresora 3D, la inversión es bastante baja.
De hecho, sin nombrar a un fabricante por encima de otro, basta una simple búsqueda en Internet para descubrir que algunos modelos pueden adquirirse por menos de 1.000 euros.
Evidentemente, quienes estén dispuestos a pagar más podrán hacerse con impresoras con funciones más avanzadas y mejor resolución, pero hay que partir de la base de que el mercado está evolucionando y el precio está llamado a bajar mientras que la calidad y la variedad de la oferta están llamadas a multiplicarse.
MATERIALES UTILIZADOS
Una vez más, el tipo de material utilizado depende del tipo de impresora disponible. Se trata principalmente de termoplásticos y fotopolímeros. En el sinterizado por láser, en cambio, se suelen utilizar compuestos con base metálica, lo que garantiza una mayor resistencia del resultado final.
La evolución de la tecnología está conduciendo rápidamente a la introducción de nuevos materiales, entre ellos la fibra de carbono. También hay que distinguir entre los materiales marcados como PLA y ABS: los primeros se derivan del almidón de maíz y, por tanto, son biodegradables, mientras que los segundos se producen a partir del petróleo y, cuando se calientan, emiten humos potencialmente nocivos para la salud. Sin embargo, a veces se prefieren estos últimos por su mayor resistencia a las tensiones mecánicas.
Los«cartuchos» deimpresión se componen en la mayoría de los casos de filamentos utilizados para crear el material de depósito.
Su coste es muy variado y resulta difícil hacer una valoración global del coste de impresión. Como norma general, deben estimarse unas pocas unidades de euro por centímetro cúbico, pero el tamaño y la complejidad del modelo pueden hacer variar el presupuesto final de forma decisiva.
¿SON PRECISAS LAS IMPRESORAS 3D?
El modelo BigRep One también sirve para darse cuenta de lo pequeño y generoso que puede ser el tamaño de la impresora. En este caso, estamos hablando de una máquina capaz de reproducir cualquier cosa en el espacio de 1,15×1,19 metros, por lo que incluso una pequeña mesa o mueble si es necesario.
De hecho, en«resolución«, la hoja de datos indica«0,1 mm«. En otras palabras, el material impreso es fiel al diseño original hasta una décima de milímetro, una calidad más que suficiente para la mayoría de las aplicaciones, incluidos los muebles o el diseño de interiores.
Por último, al proceso de impresión mecánica puede añadirse un proceso más artesanal: cuando la impresión no alcanza el nivel de calidad deseado, es posible actuar sobre las superficies con papel abrasivo y sustancias de tratamiento para mejorar el impacto visual y la experiencia táctil del objeto.
IMPRESIÓN 3D DEL FUTURO
Responder a esta pregunta no es fácil. Sin duda, en los próximos años, las impresoras 3D continuarán su camino de evolución, pasando por una difusión cada vez más amplia impulsada también por una nueva reducción de los precios.
Tratando de imaginar el momento en que el mercado se saturará, podría suceder lo que ya ha ocurrido con los homólogos más tradicionales que imprimen en dos dimensiones: el negocio podría desplazarse gradualmente de la venta de los dispositivos a la de los cartuchos, en este caso el material utilizado para crear los modelos.
Con toda probabilidad, se desarrollarán nuevos materiales de impresión y se establecerán sistemas de venta, distribución e intercambio de modelos 3D para su modificación y realización. También será posible seguir mejorando el software, simplificando la fase de diseño para hacerlo accesible a todos.
De hecho, pronto el cuello de botella ya no estará en la impresión del modelo, sino en la creación del propio modelo: el peso específico de la calidad volverá a medirse en el lado creativo, ya que la realización estará democráticamente al alcance de todos con un simple clic.
IMPRESIÓN LÍQUIDA RÁPIDA 3D
El concepto de Impresión rápida de líquidos cambia las dos piedras angulares de todos los enfoques de la fabricación aditiva, que son la necesidad de la cortando del objeto que debe producirse (es decir, su división en capas que deben imprimirse una tras otra) y la frecuente necesidad de imprimir estructuras de soporte junto con el objeto para sostenerlo.
Ahora MIT y Steelcase han desarrollado Rapid Liquid Printing, un sistema de impresión 3D que evita estos dos aspectos y ya se ha probado en la producción de muebles.
En el Rapid Impresión líquida La impresión 3D se realiza mediante la extrusión de material desde una boquilla, como en la impresión por deposición, que se mueve dentro de un tanque de gel. Tiene la consistencia de la gomina y sujeta el material extruido, por lo que no necesita estructuras de soporte específicas.
Más elemento importante: prácticamente el área de impresión no tiene límites, o más bien es limitado únicamente por el tamaño del depósito de gel en el que se mueve la boquilla.
Este permite crear objetos de gran tamaño. Además, según el MIT y Steelcase, la impresión líquida rápida es un proceso mucho más rápido que otros técnicas aditivas.
Aunque En cierto modo, la impresión líquida rápida recuerda a la litografía polimérica, la material extruido se fija por reacción química y no por la acción de la luz o de un rayo láser. El sistema permite utilizar materiales como el caucho, plásticos y poliuretanos que salen de la boquilla un poco como la pasta de dientes de una tubo.
También es posible utilizar dos materiales al mismo tiempo, que se combinan químicamente al salir de la extrusora.
CONCLUSIONES
Los diseñadores de muebles e interiores se encuentran entre los principales usuarios de las impresoras 3D, que les permiten crear objetos con formas complejas sin poner límites a su creatividad.
Las tecnologías digitales son poderosas herramientas al servicio de la creatividad de los diseñadores, ya que ofrecen la oportunidad de dedicar más tiempo al proceso creativo y experimentar con más soluciones gracias a la rapidez y eficacia del proceso de creación de prototipos, con la posibilidad de presentar a sus clientes un producto acabado y funcional.
De hecho, con la impresión 3D, los diseñadores pueden crear fácilmente prototipos para probar y perfeccionar sus creaciones antes de pasar a la producción. Además, la impresión 3D puede utilizarse para producir objetos que no pueden fabricarse con ninguna otra técnica.
Desde el La impresión 3D es especialmente ventajosa en la producción de objetos únicos o en series cortas, es idónea para mejorar la competitividad de las muchas empresas típicas del «Made in Italy» que producen valiosos objetos de artesanía, como objetos de diseño, accesorios de decoración y maquetas o partes de muebles, hasta muebles enteros. Sillas, sillones y lámparas se encuentran entre los artículos más producidos.
Así, la impresión en 3D podría revelar pronto una naturaleza de dos caras: por un lado, proporcionar una gran libertad a los diseñadores independientes que podrían pasar de la concepción a la fabricación casi en tiempo real y, por otro, acabar con distritos de producción enteros junto con sus conocimientos de fabricación.
Otro posible problema surge del protección de los derechos de autort: si hoy reproducir una copia conforme de un objeto requiere una instalación de producción de cierto tamaño mañana cualquiera con un modelo geométrico de un producto, quizá descargado de internet, y una impresora 3D podría «piratear» un objeto y producirlo él mismo, ya sea una lámpara o un arma.
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Este artículo pretende informar sobre la evolución y el desarrollo de la tecnología de impresión 3D y sus diversas aplicaciones. Si quieres saber más o tienes dudas sobre su uso y posibilidades de aplicación, no dudes en dejar un comentario al final del artículo y nos pondremos en contacto contigo lo antes posible.